Apakah kaedah pengukuran yang betul untuk penentukuran termokopel?

Peraturan penentukuran thermocouple memerlukan terminal rujukan thermocouple standard dan thermocouple yang diuji diperkenalkan ke dalam {{0}} semasa penentukuran. Untuk termokopel logam berharga (S, R, B skala) yang digunakan dalam kerja penentukuran, wayar termokopel yang diuji adalah lembut dan mudah untuk dawai; Walau bagaimanapun, untuk termokopel logam kos rendah yang digunakan dalam kerja penentukuran, disebabkan oleh diameter yang agak besar termokopel, sukar untuk secara langsung memperkenalkan hujung rujukan ke 0 darjah. Oleh itu, wayar pampasan sering digunakan untuk memperkenalkan hujung bebas termokopel ke dalam titik pembekuan, dan kemudian wayar tembaga digunakan untuk membawa ia ke julat voltan multimeter digital ketepatan tinggi untuk pengukuran.

Kaedah pengukuran yang betul untuk proses penentukuran termokopel ditunjukkan dalam Rajah 1:

Rajah 1 Kaedah pengukuran yang betul semasa proses penentukuran termokopel

1. Sambungan yang tidak betul untuk mengimbangi wayar

① Dipercayai bahawa dengan wayar pampasan, titik pembekuan dapat dihapuskan, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.

Rajah 2 Kaedah pengukuran ralat tidak menggunakan titik pembekuan semasa proses penentukuran termokopel

② Dipercayai bahawa wayar pampasan yang menghubungkan lebih baik, bukan hanya antara termokopel dan titik pembekuan, tetapi juga antara titik pembekuan 0 dan multimeter digital ketepatan tinggi, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3.

Semasa memeriksa termokopel dalam Rajah 3, gunakan dawai pampasan antara 0 darjah dan jadual fungsi digital

Berikut adalah analisis kesilapan yang dihasilkan oleh kedua -dua bentuk pendawaian ini (dengan tidak mengandaikan kesilapan pampasan dalam wayar pampasan):

Apabila disambungkan dengan betul (lihat Rajah 1), jika jenis termokopel adalah y dan wayar pampasan adalah YX, menggunakan undang-undang konduktor pertengahan, voltan yang diterima oleh multimeter digital ketepatan tinggi boleh diperolehi sebagai:

Ez {{0} ey (t1, t3)+eyx (t3, t 0) ​​= ey (t1, t0) ------- Formula 1

Suhu T1 pada hujung kerja termokopel adalah tepat potensi thermoelectric relatif kepada 0 darjah, dan bacaan boleh dibandingkan secara langsung dengan skala untuk menentukan sama ada ia memenuhi keperluan.

Untuk keadaan dalam Rajah 2, memohon undang-undang konduktor pertengahan, voltan yang diterima oleh multimeter digital ketepatan tinggi adalah:

Ez=ey (t1, t3)+eyx (t3, t2)=ey (t1, t2) ------- Formula 2

Berbanding dengan persamaan (1), suhu persekitaran input T2 dari instrumen pengukur elektrik adalah berbeza daripada potensi pada 0 ijazah:

Ey (t1, t 0) - ey (t1, t2)=ey (t2, t 0) --------------- Formula 3

Jika hasil pengesahan lebih rendah daripada nilai potensi sebenar termokopel mengikut keadaan dalam Rajah 2, perbezaannya adalah potensi suhu ambien termokopel relatif kepada 0 darjah.

Untuk keadaan dalam Rajah 3, memohon undang-undang konduktor pertengahan, voltan yang diterima oleh multimeter digital ketepatan tinggi adalah:

Ez {{0} ey (t1, t3)+eyx (t3, t 0) - eyx (t 0, t2) =

Dari hasil jam kerja, walaupun titik pembekuan telah ditambah, multimeter digital ketepatan tinggi telah dikompensasi secara terbalik dengan menyambungkan dawai pampasan dari titik pembekuan. Hasil akhir adalah sama dengan Rajah 2, di mana nilai yang diukur adalah lebih rendah daripada nilai potensi sebenar termokopel, dan perbezaannya masih berpotensi suhu ambien termokopel relatif kepada 0 darjah.

2. Cadangkan menggunakan thermocouple dan bukannya mengimbangi wayar

Dalam penentukuran thermocouple, wayar pampasan sering digunakan untuk wayar penghubung termokopel logam kos rendah, tetapi ketepatan wayar pampasan termokopel umumnya tidak tinggi. Menurut piawaian kebangsaan yang berkaitan, toleransi pampasan wayar untuk termokopel gred ketepatan adalah ± 2.5 darjah untuk S-couples dan ± 1.5 darjah untuk k-couples. Ini memperkenalkan terlalu banyak kesilapan untuk penentukuran termokopel dan boleh mengakibatkan keputusan yang tidak layak untuk termokopel yang berkelayakan.

Tujuan menggunakan wayar pampasan termokopel dalam penentukuran adalah untuk mengimbangi suhu T3 pada terminal output termokopel kepada T 0 (0 darjah) untuk penentukuran (seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1). Menurut amalan, untuk penentukuran termokopel logam kos rendah, gred kerja I φ 0. Gred I Thermocouples, sebagai wayar pampasan, mesti menjalani penentukuran dan memperkenalkan nilai pembetulan, jika tidak, mereka akan memperkenalkan kesilapan (0. 4-1. Untuk penentukuran termokopel logam berharga (terutamanya termokopel jenis S dan R dengan panjang {{1 {11}}} mm, yang tidak boleh diletakkan secara langsung di termostat akhir rujukan kerana wayar pendek Thermocouples boleh digunakan untuk menyambungkan wayar termokopel ke tiang positif dan negatif termokopel yang diuji, dan kesannya sangat ideal. Penggunaan wayar termokopel untuk pengesahan termokopel logam berharga memang ideal, tetapi kosnya tidak rendah. Kabel pampasan yang sepadan juga boleh digunakan, tetapi ia mesti ditentukur dan hanya digunakan selepas pembetulan mempunyai kepentingan praktikal.

Secara teorinya, menurut undang -undang konduktor homogen termokopel, potensi thermoelektrik konduktor homogen hanya berkaitan dengan suhu di persimpangan kedua -dua hujungnya, dan bebas daripada pengedaran suhu di sepanjang elektrod panas. Oleh itu, termokopel secara langsung dihubungkan dengan dawai termokopel, dan kedua -dua elektrod termokopel meluas terus dari dawai termokopel ke titik beku, tanpa mempertimbangkan suhu pertengahan T3 (lihat Rajah 1).

Menggunakan wayar pampasan untuk sambungan, diperlukan suhu dua sambungan hujung termokopel konsisten pada T3. Walau bagaimanapun, dalam pengesahan sebenar, hujung bebas termokopel terletak di hujung relau pengesahan, dan suhu pada akhirnya sangat tinggi. Pengaruh radiasi dan pemindahan haba konvensional di kawasan sekitarnya adalah penting, menjadikannya sukar untuk mencapai suhu yang konsisten di hujung bebas termokopel yang disahkan. Oleh itu, dalam proses pengesahan, kesilapan yang disebabkan oleh suhu yang tidak konsisten pada hujungnya dimasukkan ke dalam hasil pengesahan termokopel. Dengan menghubungkan dengan wayar termokopel, walaupun suhu di hujung bebas termokopel tidak konsisten, ia tidak menjejaskan hasil penentukuran.

3. Pemilihan dan penggunaan wayar tembaga

Memperkenalkan hujung percuma termokopel ke dalam titik pembekuan, dan sambungkannya ke hujung pengukuran multimeter digital ketepatan tinggi menggunakan wayar tembaga dari titik pembekuan. Beberapa peraturan penentukuran termokopel mempunyai peruntukan sedemikian, sementara yang lain tidak. Mengikut peraturan pengesahan "termokopel logam kos rendah untuk kerja", secara eksplisit memerlukan wayar plumbum akhir rujukan termokopel harus disambungkan menggunakan wayar tembaga bahan yang sama, dan hubungannya harus baik; Walaupun peraturan pengesahan untuk "termokopel logam berharga untuk kerja" menetapkan dalam gambarajah skematik prinsip pengesahan bahawa hujung rujukan termokopel perlu disambungkan ke suis penukaran (suis arah), mereka tidak menentukan jenis wayar plumbum yang digunakan. Oleh itu, sesetengah kakitangan telah menambah butiran yang tidak perlu dan menggunakan wayar pampasan (kesilapan yang disebabkan telah dianalisis di atas).

Keperluan untuk wayar plumbum terminal rujukan termokopel agak ketat. Kabel yang disambungkan ke kedua -dua tiang termokopel mesti dipotong menjadi dua bahagian menggunakan dawai tembaga yang sama dan disambungkan ke terminal rujukan kedua -dua tiang termokopel masing -masing (rintangan dawai tembaga pada darjah 2 0 hendaklah kurang daripada 0.01724 μ ω · m). Kerana mereka bukan wayar tembaga yang sama, walaupun ketahanan mereka memenuhi keperluan, terdapat juga perbezaan di antara mereka. Oleh itu, pasangan yang terdiri daripada dua wayar tembaga akan menghasilkan potensi thermoelektrik tambahan dalam litar thermocouple di bawah kesan perbezaan suhu. Besarnya daya elektromotif ini berkaitan dengan perbezaan bahan antara kedua -dua wayar tembaga dan perbezaan suhu antara kedua -dua hujung wayar tembaga, yang akan memperkenalkan kesilapan tertentu ke dalam termokopel yang diuji.

Selain itu, sambungan antara dawai tembaga dan terminal rujukan elektrod termokopel mesti mempunyai hubungan yang baik. Telah terbukti bahawa kaedah menggunakan mulut ikan untuk pengapit masih banyak digunakan oleh banyak kakitangan penentukuran. Walau bagaimanapun, kaedah ini akan memperkenalkan ralat {{0}}. 5-1. 0 darjah dalam litar pengesanan, dan kesilapan ini bukan nilai tetap, kadang -kadang cukup untuk mempengaruhi penghakiman hasil penentukuran.